专题12,万有引力与航天-天津9年高考（2010-2020）物理试题分类解析（解析版）

　 津 天津 9 年（2010-2018 ）高考物理试题分类解析 万有引力与航天 1.2010 年第 5 题 5.在静电场中，将一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，则 A．b 点的电场强度一定比 a 点大

　B．电场线方向一定从 b 指向 a C．b 点的电势一定比 a 点高

　D．该电荷的动能一定减小 【答案】5．C

　【解析】

　】一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，即电势能增大，所以电势升高，所以 b 点的电势一定比 a 点高，选 C。

　本题考查电场知识。

　2.2011 年第 8 题 8．质量为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为 M，月球半径为 R，月球表面重力加速度为 g，引力常量为 G，不考虑月球自转的影响，则航天器的 A．线速度GMvR

　B．角速度 w gR 

　C．运行周期 2RTg 

　 D．向心加速度2GmaR

　【答案】8．AC

　3.2012 年第 3 题 3.一个人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的 1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的 A． 向心加速度大小之比为 4:1 B． 角速度大小之比为 2:1 C． 周期之比为 1:8 D． 轨道半径之比为 1:2 【答案】3.C

　4.2013 年第 3 题 3. 国防科技工业局预定“嫦娥三号”于 2013 年下半年择机发射，卫星将不再采取多次变轨的方式，而是直接飞往月球。“嫦娥三号”将同时携带着陆器和“中华牌”月球车“奔月”，实现月球表面探测。若“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行 n 圈所用的时间为 t 1 ，已知“嫦娥二号”探月卫星在环月圆轨道绕行 n 圈所用的时间为t 2 ，且 t 1 <t 2 。则下列说法正确的是（

　）

　A．“嫦娥三号”运行的线速度较小 B．“嫦娥三号”运行的角速度较小 C．“嫦娥三号”运行的向心加速度较小 D．“嫦娥三号”距月球表面的高度较小 【答案】3.D 】

　【解析】由题意可知“嫦娥二号”探月卫星的周期大于“嫦娥三号”探月卫星，由开普勒行星运行定律32rkT 可知“嫦娥二号”探月卫星的轨道半径大于“嫦娥三号”探月卫星。探月卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力 提 供 向 心 力 ， 设 卫 星 的 质 量 为 m 、 轨 道 半 径 为 r 、 月 球 的 质 量 为 M ， 有 2MmF F Gr 向，

　2 ,vF m mar 向 ,GMvr2var ,由于“嫦娥三号”探月卫星的周期小、半径小，故“嫦娥三号”探月卫星的角速度大、线速度大，向心加速度大．则所给选项A、B、C 错误，D 正确。

　5.2014 年第 3 题 3．研究表明，地球自转在逐渐变慢， 3 亿年前地球自转的周期约为 22 小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（ ）

　A．距地面的高度变大

　B．向心加速度变大 C．线速度变大

　 D．角速度变大

　 【解析】3 亿年前地球自转周期 22 小时，现在为 24 小时，趋势为变大，所以未来同步卫星与现在相比周期变大，而万有引力不变。由万有引力提供向心力222( )MmG m rr T ，可知2324GMTr ，轨道半径变大，则卫星距地面高度变大，A 正确。轨道半径变大，向心力变小，向心加速度变小，B 错。同时，线速度和角速度都减小，C 和 D 错。

　【答案】A

　6.2015 年第 4 题 4、未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，为达到目的，下列说法正确的是

　A、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 【解析】根据 mg r m F  2 ，A 错误 B 正确，  与 m 无关。

　【答案】B 【点评】本题考查圆周运动。难度：容易

　7.2015 年第 8 题 8、1P 、2P 为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星1s 、2s 做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 a，横坐标表示物体到行星中心的距离 r 的平方，两条曲线分别表示1P 、2P 周围的 a 与2r 的反比关系，它们左端点横坐标相同，则

　A、1P 的平均密度比2P 的大 B、1P 的第一宇宙速度比2P 的小 C、1s 的向心加速度比2s 的大 D、1s 的公转周期比2s 的大 【解析】根据 maRMmG 2，及334R V   ，得密度GRaVM43  ( R 为 P 的半径即它们左端点横坐标，相同)，因为2 1 s sa a  ，所以1P 的平均密度比2P 的大，A 正确； 根据RvmRMmG212 ，得RGMv 1，而GaRM2 ，所以2 1 p pM M  ，所以2 1 1 1 p pv v  ，1P 的第一宇宙速度比2P 的大，B 错误； 图象中的加速度 a 就是向心加速度，所以1s 的向心加速度比2s 的大，C 正确； 根据 rTr a2224    ，因为1s 的向心加速度比2s 的大，所以1s 的公转周期比2s 的小，D 错误。

　【答案】AC 【点评】本题考查天体运动和图象，难度：比较难。

　8.2016 年第 3 题 3、我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是

　A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 【答案】3．C

　9.2017 年第 9 题 9.（1）我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为 h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球 半径为 R，地球表面重力加速度为 g，且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大小为__________，向心加速度大小为___________。

　【答案】9．（1）gRR h 22( )RgR h 

　10.2018 年第 6 题 6．2018 年 2 月 2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在

　 轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的

　 A．密度

　B．向心力的大小

　C．离地高度

　D．线速度的大小 【解析】根据卫星的万有引力提供向心力， rTmrGMm 2224 及在地球表面附近 mgRGMm2，可求卫星的轨道半径22 24 T gRr ，则离地高度 R r h   可求；线速度的大小Trv 2 可求；因为不知道卫星质量m ，所以向心力的大小不可求；可求地球的密度，不可求卫星的密度。

　【答案】6．CD

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